异丁烯作为一种重要的基本有机化工原料,用于生产丁基橡胶和聚异丁烯等多种有机化工原料和精细化学品。但异丁烯没有天然来源,生产原料过度依赖于日益短缺的石油资源,亟待新兴工艺补充。以生物异丁醇脱水制备异丁烯,液相产物大部分是水,是一种生产异丁烯的环保新途径。本文通过添加扩孔剂处理和金属元素处理的方法对Al₂O₃载体的孔结构和酸性进行改性,并考察了改性Al₂O₃催化剂在异丁醇脱水制异丁烯反应中性能。以拟薄水铝石为原料,在制备过程中加入扩孔剂,制备了不同Al₂O₃载体,以异丁醇为原料,在固定床反应器上对制备的Al₂O₃载体进行异丁醇脱水性能评价,采用XRD、压汞、NH₃-TPD等测试技术对所制备的Al₂O₃载体表征。结果说明,扩孔后的催化剂1000⁷000 nm孔径占比显著增大。当扩孔剂添加量达到30%时,γ-Al₂O₃催化剂的大孔比率达到了50%。在重时空速12 h^-1、330℃的反应条件下,异丁醇转化率随着扩孔比例的增大而增大,异丁烯选择性变化不大,均维持在93%左右。其中,30%扩孔剂添加量γ-Al₂O₃催化剂的催化性能最佳。采用等体积浸渍法将K、Ce、Ba元素负载到30%扩孔剂添加量的γ-Al₂O₃载体上,考察其表面酸性对异丁醇脱水制异丁烯反应的影响。结果表明,负载K、Ba、Ce三种金属元素后,γ-Al₂O₃催化剂的酸性发生显著。当浸渍量均为3%时,K对γ-Al₂O₃催化剂的中强酸量的降低最为明显,Ba次之,Ce最弱,三者的异丁醇转化率也随着酸量的降低而降低。Ce的添加在略微提高异丁烯选择性的同时,也降低了异丁醇转化率。综合来看,Ce改性后的γ-Al₂O₃并未达到理想的催化效果。研究工艺条件对30%扩孔剂添加量γ-Al₂O₃催化剂上的异丁醇脱水性能的影响。实验发现,异丁醇转化率在反应温度升高、进料空速的减小或异丁醇水含量升高时会变大,异丁烯选择性主要受反应温度影响,随反应温度升高而缓慢下降。在本论文中异丁醇脱水制异丁烯的合适的工艺条件:反应温度330℃³50℃、重时空速6 h^-122 h^-1、异丁醇含水量0¹0%wt。工业生产中,当反应器在大于330℃的反应温度下运行时,可以直接使用0¹0%wt水含量的异丁醇原料,以提高生产效益。30%扩孔剂添加量γ-Al₂O₃催化剂的性能最佳,在较高速下,148h的反应时间内,其异丁烯收率能稳定保持在93%左右。